优化探究新课标2017届高三物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动实验1研究匀变速直线运动知能提升演练.doc

研究匀变速直线运动1(2016·东北三省联考)在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_(填选项代号)A电压合适的50 Hz交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E天平(2)实验过程中，下列做法正确的是_A先接通电源，再使纸带运动B先使纸带运动，再接通电源C将接好纸带的小车停在靠近滑轮处D将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处(3)如图所示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有4个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，测出1、2、3、4、5、6点到0点的距离，如图所示(单位：cm)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v4_ m/s，小车的加速度大小a_ m/s2.(保留两位有效数字)解析：(1)打点计时器应使用交流电源，测量纸带上点间的距离需用到刻度尺(2)为充分利用纸带和实验的顺利进行，应采用A、D中的做法(3)相邻计数点之间都还有4个点未画出，说明相邻计数点之间的时间间隔是0.1 s由全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得v4 m/s0.41 m/s由xaT2据逐差法得a m/s20.76 m/s2.答案：(1)AC(2)AD(3)0.410.762(2016·福州质检)某同学利用打点计时器测量福州的重力加速度，某次实验得到的一段纸带如图所示，O、A、B、C、D为相邻的五个点，测得OA5.5 mm、OB14.9 mm、OC28.3 mm、OD45.2 mm，打下相邻两个点间的时间间隔为0.02 s.(1)用逐差法算出福州的重力加速度g_ m/s2.(结果保留三位有效数字)(2)通过查阅资料发现福州的重力加速度标准值为9.79 m/s2，比较(1)的结果发现两者并不相等，除了读数误差外，你认为产生误差的其他主要原因可能是_(只要求写出一种原因)解析：(1)由逐差法可得g9.63 m/s2.(2)产生误差的其他原因有：纸带与限位孔之间有阻力或空气阻力答案：(1)9.63(2)纸带与限位孔之间存在较大阻力(合理即可)3如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点加速度大小用a表示(1)OD间的距离为_ cm.(2)如图乙是根据实验数据绘出的xt2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示_，其大小为_m/s2.(保留三位有效数字)解析：由于物体做的是匀变速直线运动，所以其从某一点开始运动的位移xv0tat2，由于xt2图线是一条过原点的倾斜直线，因此v00，则xt2，故xt2图线的斜率为，通过图线可求得斜率为0.467.答案：(1)1.20(1.181.22之间均可)(2)a0.467(0.4640.470之间均可)4(1)在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法中有助于减小实验误差的是_A选取计数点时，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B使小车运动的加速度尽量小些C舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算D适当增加挂在细绳下钩码的个数(2)某次实验纸带的记录如图所示，纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，由图可知纸带的加速度a_，在打D点时纸带的速度vD_(保留两位有效数字)，F到G的距离xFG_.解析：(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T0.1 s设相邻计数点O、A、B、C、D、E、F之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，小车的加速度由逐差法有a，即a0.75 m/s2.根据匀变速直线运动中某段时间内中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以求出打D点时纸带的瞬时速度大小vD0.40 m/s.由于xaT20.75 cm，所以xFGxEFx5.15 cm0.75 cm5.90 cm.答案：(1)ACD(2)0.75 m/s20.40 m/s590 cm5实验小组在“研究匀变速直线运动”实验中：(1)实验室提供了以下器材：电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计在本实验中不需要的一项器材是_(2)图甲为记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T0.1 s，该小组在图乙所示的坐标系中作出小车的v-t图线后，将图线延长与纵轴相交，交点处的速度大小是11.60 cm/s，此速度的物理意义是：_.(3)实验小组的同学根据图乙的v-t图象得出小车的加速度大小是_ m/s2.(结果保留两位有效数字)解析：(1)本实验是利用电磁打点计时器研究匀变速直线运动，所以不需要的器材是弹簧测力计；(2)由图象可知，B到F五个数据点标在v-t图象中，则图线延长与纵轴相交的交点对应的速度为小车在打A点时的瞬时速度；(3)v-t图象图线的斜率即为小车的加速度答案：(1)弹簧测力计(2)小车在打A点时的瞬时速度(3)0.50(0.470.53)6为了测量木块与木板间的动摩擦因数，某小组使用位移传感器设计了如图所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移x随时间t变化规律，如图所示(1)根据上述图线，计算0.4 s时木块的速度v_ m/s，木块加速度a_ m/s2；(2)为了测定动摩擦因数，还需要测量的是_；(已知当地的重力加速度g)(3)为了提高木块与木板间动摩擦因数的测量精度，下列措施可行的是_AA点与传感器距离适当大些B木板的倾角越大越好C选择体积较大的空心木块D传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻解析：(1)0.4 s时木块的速度等于0.20.6 s内的平均速度，即v m/s0.4 m/s；根据xaT2，可求出木块的加速度a m/s21 m/s2.(2)根据mgsin mgcos ma可知，应测出倾斜角或测出A点的高度算出倾斜角(3)当A点与传感器距离适当大些，可测出多组数据求平均值，能提高测量精度，选项A正确；倾斜角越大，测得的数据越少，不利于提高测量精度，选项B错误；若选择体积较大的空心木块，在下降过程中，受空气阻力变大，影响了动摩擦因数的测量，选项C错误；传感器开始计时的时刻不一定是木块从A点释放的时刻，只要根据中间一段的xaT2，就可算出加速度，选项D错误答案：(1)0.41(2)斜面倾角(或A点的高度)(3)A7某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示打点计时器电源的频率为50 Hz.(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_和_之间某时刻开始减速(2)计数点5对应的速度大小为_ m/s，计数点6对应的速度大小为_ m/s.(保留三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a_ m/s2.若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值_(选填“偏大”或“偏小”)解析：(1)从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差x2.00 cm,6、7计数点间的位移比5、6计数点之间增加了(12.2811.01)cm1.27 cm<2.00 cm，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之间(2)计数点5对应的速度大小为v5 m/s1.00 m/s，计数点4对应的速度大小为v4 m/s0.80 m/s，根据v5，得计数点6对应的速度大小为v62v5v4(2×1.000.80)m/s1.20 m/s.(3)物块在计数点7到11之间做匀减速运动，根据xaT2得x9x72a1T2x10x82a2T2故a2.00 m/s2.物块做匀减速运动时受到的阻力包括水平桌面的摩擦阻力mg和打点计时器对纸带的摩擦阻力Ff，因此根据牛顿第二定律得mgFfma，即，因此用计算出的动摩擦因数比的真实值偏大答案：(1)67(或76)(2)1.001.20(3)2.00偏大 5